张利峥
珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070
摘要：本文根据建筑内中央空调能耗的基本原理，说明了建筑内中央空调能耗的当前状态，并对怎样改善这种能耗现状的有效措施进行讨论。
关键词：中央空调；能耗；节能；改造措施
一.中央空调能耗
建筑中央空调能耗由三部分组成：冷热源、水系统或风系统、末端设备。
在上述三部分的能耗中，冷热源能耗占比最大，约占总能耗的百分之五十，是中央空调节能的主要部分。另外，群控系统也是实现节能运行的重要因素。
二.我国建筑能源消耗现状
我国疆域辽阔，从南方到北方，从东部到西部，不同地区的气候差异巨大。我国各地区被分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区以及温和地区。
我国需要要大量的建筑，同时又要使建筑有一个较舒适的室内环境，因此就需要消费大量的能源。我国是个人均资源短缺的国家，节能是我国的一项基本政策，国家的节能法里明确提出建筑要节能。
采暖地区的建筑节能就是要降低建筑的采暖能耗。在采暖地区新建居住建筑节能50%的目标还远远没有达到，原有居住建筑的围护结构保温水平较差，要满足50%的节能要求，首先要采取的措施就是提高保温水平，但老旧房屋的改造是要大量的资金投入，而节能投资的回收周期又长，加上住房体制上的各种问题，全国至今还未有大规模的旧房建筑节能改造工程。
建筑节能的另一个重要方面是供热管网的改造。室外管网要加强保温效果，减少热量散失，提高输送效率；室内管网则要做到可调控、可计量。长久以来，我国的建筑标准和规范都是以满足使用要求及安全的前提下，以节省材料为主，导致现有居住建筑的室内采暖管网是单管系统，控制阀门较少，根本无法实现有效的调节控制，更不用说计量收费了。同时采暖单管系统的改造在技术上也是个非常困难的问题。
我国的建筑节能是个必然的发展趋热，迄今为止也取得了一定的成绩，尤其是在北方的采暖地区。但是建筑节能的形势并不令人满意，还有很多的问题要研究解决。同时建筑住宅的夏季空调也有很多的节能问题。可见我国建筑节能的任务艰巨，同时潜力也是巨大的。
三．节能措施
1.空调冷热源的节能
（1）冷热负荷的确定
冷热负荷是空调系统最基础的一项数据，制冷主机、供热锅炉、冷热水循环水泵以及给房间送冷、送热的末端空调箱、风机盘管、散热器等设备的规格型号选择都是以冷热负荷为依据确定的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以减小制冷主机、供热锅炉、冷热水循环水泵、空调箱、风机盘管、散热器等的型号，降低空调系统的初投资，而且这些设备型号减小之后，所需的配电功率也会随之减少，从而使得变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少，运行费用降低。所以减少建筑的冷热负荷是建筑节能最根本的措施。
（2）冷热源的选型
须根据当地建筑全年负荷情况，合理搭配。一是要避免机组台数过少，当机组台数过少时，会存在的问题有：负荷可靠性下降，一旦负荷高峰期时机组出现故障，会造成极大的影响；负荷适应性差，当其建筑面积不大、冷负荷也不大的情况下，使用场所又常常有提前和延长制冷的要求，机组台数过少，就意味着单台主机负荷较大，当遇到只有部分负荷时就会造成机组不适应，对定频离心式机组来说，往往容易发生喘振现象，从而导致机组故障。
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二要避免机组台数过多。当机组台数过多时有以下缺点：单机容量较小，机组COP下降，能耗偏高；机组台数过多，配置的循环水泵也多，水泵并联多，导致并联损失高；同时机组及循环水泵等设备的增多，导致占用的机房面积增大；机组台数过多，也就意味着绝对故障点的增多。
三要避免不恰当的使用多机头机组（包括多机头风冷热泵或模块化风冷热泵、模块化冷水机组），绝对故障点太多，增大启动电流。
四要避免不根据实际情况一味地采用等容量机组。采用等容量机组，机房布置也许会划一整齐，备品各件会少，但工程中往柱有小负荷的不同使用功能的场所，如不考虑实际情况采用等容量机组，就容易导致负荷适应性差的缺点。
2.输送系统的节能
空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用，而且耗电量也非常大。在许多老旧的中央空调系统中，采用的是开式冷却水系统，开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外，还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池，将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口，这种冷却水系统称为闭式冷却水系统，冷却水泵就不需要提供将冷却水从主机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量，只需提供克服冷却水在管道中流动阻力的能量，所以闭式冷却水系统的冷却水泵扬程要比开式冷却水系统小得多，因此水泵的能耗也就降低很多。
供热空调水泵系统普遍存在设计电功率容量偏大，运行耗电量较高的问题，而水泵的耗电量在空调供热系统中能耗的占比也较大，设计水泵电功率容量大就要求增大发电容量，增大峰谷差；运行耗电量大就意味着发电煤耗量的增大和污染物排放量的增大；容量增大也使得初投资加大，运行耗电量增大也使运行电费增多，两者都提高了空调供热的运行成本，加大了热（冷）费用和用户的负担。为此，必须了解空调供热水泵的容量和能耗增大的原因，探讨水泵节能的方法，并从设计、运行和设备上提出改进的措施。
3.风系统及末端设备的节能
（1）空调末端设备
风机盘管是广泛运用的空调或采暖的末端设备，目前国内生产厂家众多。有些私小企业对产品质量重视不够，技术力量薄弱，在设计制造产品中，经常为了片面追求冷热量指标而加大风机电机，使得设备耗功率较高。目前国家的有关标准中，尚未规定单位功率（耗电量）制冷、热量的指标，这就导致大量能耗高的设备进入市场。建议在实施产品许可证制度的同时，尽快增加产品能耗指标的有关规定，以利于减少末端设备的能耗。
（2）关于VAV系统
变风量系统适合多房间且负荷有一定变化的建筑。对于负荷变化较小的建筑物，采用变风量系统的意义不大。每种系统形式式都有它的优点和缺点，不存在十全十美的系统。比如，变风量系统容易产生噪声问题，那么对于影剧院和电台录音棚这类声学效果要求较高的场合，最好不要采用变风量系统。对某一系统优劣的评价关键在于实际运行显现出来的优点多还是缺点多。设计人员在方案设计（概念设计）阶段所做的工作主要是综合各方面因素，如建筑物用途、建筑格局、室内负荷变化特点、工程造价、系统运行维护以及业主对将来改扩建的考虑等等，进行技术经济比较，权衡利弊。
（3）冷却塔的节能
在制冷空调系统中，冷却塔起着非常重要的作用。目前应用较广泛的是蒸发式冷却塔。当冷却水通过冷却塔与外界空气进行换热的同时，实际上还进行着质量的交换，因此量又分为显热和潜热两部分。假如换热量全部为水的潜热，则冷却水降低6℃所蒸发的水量不及总供水量的1/100。过渡季中，外界温度较低，少开冷却塔但是用风扇强制冷却并不如多开冷却塔，而用自然冷却节能；在适当的季节，冷却塔直接利用大气冷源通过板式换热器间接制冷方式，是目前值得推广的。在我国大部分地区（如西北地区、北方地区）的空调系统中若采用冷却塔供冷技术，均会收到一定的节能效果。
四．结语
中央空调系统的节能对于整个建筑节能非常关键，希望本文能给广大的空调从业人员在中央空调的节能工作中，提供帮助和参考，为我国的能源事业做出贡献。
论文作者:张利峥
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：冷却水论文; 水泵论文; 节能论文; 负荷论文; 机组论文; 系统论文; 冷却塔论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;